DE2507379C3

DE2507379C3 - Entschwefelungsmittel für Eisenschmelzen

Info

Publication number: DE2507379C3
Application number: DE2507379A
Authority: DE
Inventors: Masaru Tokio Takashima
Original assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Current assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1978-10-19
Also published as: NO142087B; IT1029856B; FR2262115B1; NO142087C; ES435017A1; MY7700330A; LU71926A1; SE426404B; CA1060214A; GB1461238A; HK46477A; US3981721A; DE2507379B2; SE7502166L; FR2262115A1; BR7501171A; NO750634L; DE2507379A1

Description

Na₂O (Gew.-%) + K₂O (Gew.-%)
SiO₂"(Gew.-%) VAi₂O₃ (Gew.-%)

von mindestens 2.

5. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt von bis zu 95% Soda.

6. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 45 bis 85 Gew.-% des bei der Verhüttung von Manganerz und/oder Chromerz angefallenen Staubes und 2 bis 25 Gew.-% eines Zements und 3 bis 30 Gew.-% Wasser besteht.

7. Entschwefelungsmittel nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß es aus 5 bis 94 Gew.-% des bei der Verhüttung von Manganerz und/oder Chromerz angefallenen Staubes. 1 bis 40 Gew.-% kalziniertem Natriumkarbonat, 2 bis 25 Gew.% eines Zements und 3 bis 30 Gew.% Wasser besieht.

Die Erfindung betrifft die Entschwefelung von Eisenschmelzen.

Es ist bekannt. Alkaliverbindungen wie kalzinierte Soda- oder Natriumhydroxide und Erzalkalimetalle wie Magnesium oder deren Verbindungen, wie Kalziumcyanamid oder Kalziumcarbid zum Entschwefeln von Eisenschmelzen zu verwenden. Dabei wirJ das Entschwefelungsmittcl in eine Pfanne gegeben, und die Eisenschmelze wird in die Pfanne gegossen, wobei man zur besseren Vermischung die Pfanne schütteln kann, oder das Entschwefelungsmittel wird zusammen mit der Eisenschmelze zur besseren Vermischung gerührt. Bekannt ist auch eine Verfahrensweise, bei der das Entschwefelungsmittel mit einem Inertgas in die Eisenschmclze eingeblasen wird,

Kalzinierte Soda ist aus preislichen Gründen ein bevorzugtes Enlschwefelungsrriittel für Eisenschmelzen. Aber die Entschwefelung von Eisenschmclzen mit kalzinierter Soda ist nicht immer gleich wirksam und besonders bei Eisenschmelzen mit relativ niedrigem Si t'wefelgehnll sind die erzielten Ergebnisse unbefriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames und billiges Entschwefelungsmiltcl für Eisenschmelzcn aiifzuzeigen.

Die Erfindung wird in den Patentansprüchen beschrieben.

Während bisher der bei der Verhüttung von Manganerzen oder Chromerzen entstandene Stauh als in Abfall verworfen wurde, kann dieser Ahfallstaub nunmehr nutzbringend zum Entschwefeln von Eisenschmelzen eingesetzt werden.

Zur Ergänzung des Alkaligehalls kann man den aus der Verhüttung von Mangan- oder Chromerzen π erhaltenen Staub zusammen mit kalzinierter Soda verwenden. Durch die Zugabe des genannten Staubes zu kalzinierte·- Soda wird die Wirkung der Entschwefelung erhöhl und gleichzeitig die Fließbjikeit der Eisenschlacke verbessert. Um ein Stauben des als

_>n Entschwefelungsmittels verwendeten Staubes zu vermeiden, kann man diesen mit CaO enthaltendem Zement als I lauptkomponenie und Wasser zur I lärtung des Zementes vermischen.

Als Zement ist beispielsweise Portlandzement geeig-

r, net. Er wirkt i.icht nur als Bindemittel, sondern das darin enthaltene CaO wirkt die Überführung des während der Entschwefelung gebildeten Na₂S in CaS. das wesentlich stabiler als Na₂S ist, so daß verhindert wird, daß der Schwefel durch Zersetzung wieder in die Eisenschmelze

jii eingeführt wird. Der Zement wird in einer Menge von ungefähr 2 bis 25 Gew. % verwendet. Unterhalb ungefähr 2 Gew.-% liegt eine nicht befriedigende Bindewirkung vor. Oberhalb etwa 25 Cjcw.% wird die Fließfähigkeil der Schlacke gestört und der Kontakt

ii zwischen dem F.ntschwefclungsmittel und der Eisenschmelze schlecht, so daß insgesamt eine unbefriedigende Entschwefelung stattfindet.

Durch das gleichzeitig mit dem Zement zugegebene Wasser wird dieser gehärtet. Außerdem bildet sich

4i) Wasserdampf der sich bei Kontakt mit der Eiscnschmelze in Wasserstoff und Sauerstoff /ersetzt. Diese Zersetzung erfolgt sehr lebhaft und bewirkt eine Durchmischiing der Eisenschmclze und eine Erhöhung des Kontaktes des Entsdiwefelungsmiticls mn der

■n Eisenschmelze, so daß dadurch insgesamt die Entschwefelung verbessert wird. Wasser wird in einer Menge von ungefähr 3 bis 30 Gew. % zugegeben und bei Mengen von weniger als ungefähr 3 Gcw.-% verdampft der gebildete Wasserdampf fasl vollständig und hei

-.(i Wassermengen oberhalb etwa 30 Gew. % verläuft die Reaktion /u lebhaft, so daß Explosionsgefahr oder zumindest die Gefahr, daß die Eisenschmel/e vcrspnt/t. besteht. Deshalb sind Mengen außerhalb des iingcgcbe nen Bereiches nicht geeignet.

-,-, Die als I ntschwefelut'gsmittcl verwendeten Stäube aus der Manganerz- oder Chromerz Verhüttung fallen bei der Herstellung von metallischem Mangan, l-crromangan. Siliaummangan oder f errochrom ii dgl ;in Sie werden in vielen lallen bereits in Staubsammlern

Mi aufgefangen und können also solche verwendet werden bin bei der Verhüttung von Manganerz, anfallender Staub enthält beispielsweise ungefähr 2 bis 20 Gcw. "M Na₂O, ungefähr 5 bis 50 Gew.-% K₂O, ungefähr 20 bis 40 Gew.'% MnO, ungefähr 5 bis 30 Gew.-% CaO, ungefähr

M 3 bis 20 Gew.-% SiO₂, ungefähr 3 bis IO Gew.-% C Und nicht mehr als ungefähr jeweils 5 Gcw.-% von AI₂Oi, Fe₂Oi Und CaF₂. Ein bei der Verhüllung von Chromer/ anfallender Stoff enthält ungefähr 3 bis 25 Gcw.-%

Na.'O, ungefähr 4 bis 40 Gew.-% KjO, ungefähr 4 bis 15 Gew.-% CaO, ungefähr 5 bis 30 Gew.-% SiO₃, nicht mehr ah ungefähr 5 Gew.-% Cr₂Oj und nicht mehr als jeweils ungefähr 5 Gew.-% von C, AbOi, Fe₂Oj und CaFj. Da diese Stäube niedrigschmelzende Schlacken mit Schmelzpunkten von weniger als etwa 1000°C bilden und aufgrund ihres Alkaligehaltes sind sie gemäß der Erfindung zum Entschwefeln von Eisenschmelzen geeignet. Bei niedrigem Alkaligehalt bewirken CaO, MnO, SiO₂, FeO, Al₂Oi und CaF₂ eine gute Fließbarkeit der Schlacke und bei Kombination mit kalzinierter Soda wird deren Wirksamkeit zum Entschwefeln verbessert. Sofern die Komponenten des zum Entschwefeln von Eisenschmelzen verwendeten Staubs aus der Manganoder Chromerz-Verhüttung basisch sind, kann der Staub allein als Entschwefelungsmittel verwendet werden. Bevorzugt besitzt der Staub jedoch einen Basizitätsfaktor von mindestens 2, wobei sich der Bavzitatsfaktor errechnet aus

Ns₂O (%) + K₂O (%)
~SiO₂(%) + Al₂O₃ (%)

Liegt der Basizitätsfaktor unterhalb 2, so wird der Staub vorzugsweise zusammen mit kalzinierter Soda eingesetzt.

Ein bevorzugtes Mischverhältnis für die zu verwendenden Stäube zu kalzinierter Soda beträgt ungefähr 5 bis 99% Staub und ungefähr 95 bis 1% Soda. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Anteile des Zements und des Wassers (\.- die Granulatbildung ungefähr 2 bis 25% bzw. 3 bis 30% betrafen, besagt der Anteil an Staub in der Mischung mit Zement in Wasser ungefähr 45 bis 95%, und beim Vermischen mi! kalzinierter Soda ungefähr 5 bis 94%, wobei die Prozente auf das Gewicht bezogen sind.

Den erfindungsgemäß zu verwendenden Entschwefelungsmittel können übliche Zusatzstoffe zugegeben, beispielsweise Hammerschlag bzw. Zunder, rotes Eisenoxid, Eisenerzpulver oder andere Eisenoxide oder Kalziumfluorid. Mangnesiumfluorid, Lithiumfluorid oder Natriumfluorid.

In den Beispielen sind alle Teile, Prozente und Verhältnisse, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.

Beispiel I

Eine Mischung aus 50 Gew.-% Staub aus der Ferromanganproduktion (enthaltend 15 Gew.-% Na₂O, 48 Gew.-% K₂O. 4 Gew.% CaO. 10 Gew.-% SiO₂, 3 Gew. % AI₂Oi, 15 Gew -% MnO und als Rest C und F) und 50 Gew.-% aus der Ferrochromproduktion (enthaltend 10 Gew.-% Na₂O. 40 Gew-% K₂O, 8 Gew.-% CaO. 20 Gew.% SiO₂. 4 Gew.-% AI₂Oi, 8 Gew.-% C, 4 Gew.-% Cr₃Oj und als Rest Fe₂O₁ und F) wird mit einer Lanze mittels Stickstoff in eine Eisenschmelze mit einem S-Gehalt von 0,051% geblasen. Die Menge an Pulver beträgt 4 kg/t Eisenschmelze. Der S-Gehalt der Eisenschmelze nach dieser Entschwefelung beträgt 0,015%;der Entschwefelungsgrad liegt somit bei 70,4%.

Beispiel 2

ίο Eine Mischung aus 4Ü Gew.-% Staub aus der Ferromanganproduktion (enthaltend 5 Gew.-% Na₂O, 23 Gew.-% K₂O, 15 Gew.-% SiO₂, 2 Gew.-% AIiOi, 3 Gew.-% Fe₂Oj, 18 Gew.-% MnO, 5 Gew.-% CaO, 6 Gew.-% C und als Rest CO₂ und F) und 60 Gew.-% kalzinierter Soda wird in eine Eisenschmelze mii einem S-Gehalt von 0,046% zusammen mit Stickstoffgas unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 geblasen. Die Menge an Pulvermischung beträgt 4 kg/t Eisenschmelze. Der S-Gehalt der Eisenschmelze nach

m der Entschwefelung beträgt 0,013%; somit beträgt der Entschwefelungsgrad 71,7%.

Beispiel 3

Eine Mischung aus 87 Gew.-% der in Beispiel 1 verwendeten Staubmischung, 6 Gew.-% Portlandzement und 7 Gew.-% Wasser wird zu Granulaten von 25 mm χ 25 mm χ 15 mm verpreßt. Dieses Entschwefelungsmittel wird in eine Pfanne in einer Menge von 5 kg/t Eisenschmelze gegeben, und die Eisenschmelze jo wird in die Pfanne gegossen. Der Schwefelgehalt der Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,055% auf 0,028%. Der Entschwefelungsgrad ist 49,1 %.

Beispiel 4

j-, Eine Mischung aus 25 Gew.-% Staub aus der Ferrochromproduktion, wie er in Beispiel 2 verwendet wurde, 55 Gew.-% kalzinierter Soda, 10 Gew.-% Portlandzement und 10 Gew.-% Wasser wird zu Teilchen gleicher Größe wie in Beispiel 3, granuliert.

Dieses Entschwefelungsmittel wird i,. eine Pfanne in einer Menge von 5 kg/t Eisenschmelze gegeben, und die Eisenschmelze wird in die Pfanne gegossen. Der S-Gehalt der Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,051% auf 0,025%. Der Entschwefelungsgrad beträgt 51,8%.

4j Zum Vergleich wird kalzinierter Soda zusammen mit Slickstoffgas in eine Eisenschmelze in einer Menge von 4 kg/t Eisenschmelze eingeblasen. Der S-Gehalt der Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,049% auf 0,023%. Der Entschwefelungsgrad beträgt 52,2%.

-,o Zum weiteren Vergleich werden 5 kg geschmolzene kalzinierte Soda in eine Pfanne pro Tonne Eisenschmelze gegeben und dann wird die Eisenschmelze in die Pfaine gegossen. Der S-Gehalt Eisenschmelze erniedrigt sich von 0,048% auf 0,029%. Somit beträgt der

-,■; Entschwefelungsgrad 38,5%.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Mangan- oder Chromerzen anfällt, als Entschwefelungsmittel für Eisenschmelzen.

2. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Manganerzen anfällt, bestehend aus 2 bis 20 Gew.-% Na₃O, 5 bis 50 Gew.-°/o K₃O, 20 bis 40 Gew.-% MnO, 5 bis 30 Gew.-% CaO, 3 bis 20 Gew.-% SiO₂, 3 bis IO Gew.-°/o C und nicht mehr als jeweils 5 Gew.-% AbOj, Fe₂O) und CaFj für den Zweck nach Anspruch I.

3. Verwendung von Staub, der bei der Verhüttung von Chromerz anfällt, bestehend aus 3 bis 25 Gew.-% Na₂O, 4 bis 50 Gew.-% K₂O, 4 bis 15 Gew.-% CaO, 5 bis 30 Gew.-% SiO₂, nicht mehr als 5 Gew.-% Cr₂Os und nicht mehr als jeweils 5 Gew.-% C, Al₂Oj, Fe₂O₃ und CaF₂ für den Zweck nach Anspruch I.

4. Entschwefelungsmittel nach einem der Ansprüche I bis 3. gekennzeichnet durch einen Basizitätsfaktor